磨損是機(jī)械零部件失效的主要方式之一，而且往往與腐蝕同時存在，是影響零部件壽命的重要因素。近年來，我國制造業(yè)發(fā)展迅猛，對耐磨材料和耐磨陶瓷涂層的需求日益增長。超音速火焰噴涂具有氧氣煤油超音速火焰噴涂、空氣煤油超音速火焰噴涂，焰流速度和溫度在大范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，能滿足多種噴涂材料的要求，其制備的涂層結(jié)合強(qiáng)度高、孔隙率低，可制備耐磨、耐蝕、導(dǎo)熱、絕緣、導(dǎo)電和密封等涂層，在機(jī)械制造、航空航天、水利電力、礦山冶金、石油化工和造紙皮革等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

圖（1）超音速噴涂設(shè)備JP8000，可以噴涂碳化鎢涂層、陶瓷涂層

    1．在冶金行業(yè)中的應(yīng)用 

    在冶金行業(yè)、有多種軋輥和輸送輥需要耐磨強(qiáng)化或修復(fù)，其中，冷軋帶鋼連續(xù)退火爐底輥是重要的一種。冷軋帶鋼依靠爐內(nèi)一組爐輥的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)作業(yè)，退火爐內(nèi)的溫度一般達(dá)450～1200℃，爐輥在高溫下連續(xù)輸送帶鋼，鋼帶表面的氧化膜或沉積的鐵屑被還原與活化，生成Fe、Fe3O4和FeO及其他化合物，在與輥面間的摩擦力作用下，產(chǎn)生很大的擠壓應(yīng)力，輥面的保護(hù)膜被破壞，裸露的活性金屬表面就會與活化了的鐵粉在壓應(yīng)力下產(chǎn)生固相焊接，使輥面產(chǎn)生結(jié)瘤，破壞了輥面原有的粗糙度，帶鋼會被結(jié)瘤劃傷，影響表面質(zhì)量。 

    輥面的結(jié)瘤現(xiàn)象，實(shí)際上是粘著磨損。為了減少結(jié)瘤給鋼帶生產(chǎn)造成的損失，可在輥面超音速噴涂NiCr-Cr3C2陶瓷涂層，它具有抗高溫氧化、抗熱震、抗磨損的特點(diǎn)，能使?fàn)t底棍在高溫下長時間的連續(xù)工作，且能經(jīng)受周期性的熱沖擊。當(dāng)爐低輥工作溫度超過900℃時，一般噴涂Co基合金。 

    在冶金生產(chǎn)線，使用了大量的輸送輥，輸送各類鋼材，長期使用后出現(xiàn)磨損，影響鋼材質(zhì)量。輸送輥的工作溫度相對較低，其表面可噴涂Co基WC金屬陶瓷涂層，該涂層一般可在450℃下工作，有很好的耐磨性和綜合機(jī)械力學(xué)性能。 

    超音速噴涂在噴涂碳化物陶瓷涂層材料方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，而冶金行業(yè)對碳化物金屬陶瓷涂層有很大的需求，因此獲得大量應(yīng)用。圖1為超音速火焰噴涂Co基WC陶瓷涂層對酸洗鍍鋅輥進(jìn)行表面強(qiáng)化，以提高其工作壽命。

      2．在造紙印刷業(yè)中的應(yīng)用 

      用超音速噴涂制備的WC涂層壓光輥，比冷硬鑄鐵更能顯示出優(yōu)良的耐磨性，WC涂層還具有很高的滾動接觸疲勞強(qiáng)度，能承受壓光輥的輾壓力，涂層致密，可以磨削至鏡面，耐副食性也優(yōu)于電鍍輥面。可在碳鋼輥表面噴涂WC涂層，尤其適合于制造超大型壓光輥，不存在冷硬鑄鐵的鑄造缺陷，此外，該涂層還可噴涂在脫水箱面板表面，僅0.15mm的厚度耐磨性就足以勝過不銹鋼幾十倍。 

      超音速噴涂陶瓷涂層在涂布機(jī)的涂布輥上，親水性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝于電鍍輥面，帶水、上料均勻度好。陶瓷涂層內(nèi)分布有做細(xì)毛孔，具有一定的吸水能力，可增強(qiáng)涂層的潤濕性。應(yīng)用于烘干區(qū)烘干輥表面，可有效防止粘膠發(fā)生，且涂層耐磨壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氟塑料防粘涂層，防粘效果與塑料涂層相當(dāng)。

      3．在石油工業(yè)中的應(yīng)用 

      在石油工業(yè)中，有大量的機(jī)械設(shè)備，如：泵、閥、鉆井機(jī)械、輸運(yùn)設(shè)備、提升設(shè)備和管道等，影響它們壽命的重要因素是磨損與腐蝕，因此，表面工程在石油工業(yè)中具有重要的地位。 

      超音速噴涂在強(qiáng)化和修復(fù)抽油泵活塞桿方面有很好的應(yīng)用效果，活塞什噴涂WC金屬陶瓷涂層強(qiáng)化后，耐磨性大大提高，使用壽命提高數(shù)倍。 

      在石油機(jī)械中，閥座和軸類零部件的磨損也比較嚴(yán)重。由于超音速噴涂制備的Co基WC陶瓷涂層殘余應(yīng)力低，涂層厚度可達(dá)3mm，甚至更厚，所以涂層與基體結(jié)合好，在承受重載的磨損件的尺寸恢復(fù)中有較好的應(yīng)用。 

      4．在液壓氣動設(shè)備中的應(yīng)用 

      泵、缸、閥是組成液壓和氣動系統(tǒng)的基本單元，磨損和介質(zhì)的腐蝕是制約其使用壽命的關(guān)鍵因素。利用超音速火焰噴涂技術(shù)可對泵軸、缸活塞桿和閥芯等進(jìn)行強(qiáng)化和修復(fù)，這些部件要求有較高的精度和較低的表面粗糙度，超音速噴涂層經(jīng)磨削后精度和表面質(zhì)量均很高，能滿足其使用要求。 

    硬密封球閥在工業(yè)中有廣闊的應(yīng)用，它依靠閥芯和閥座間的硬密封來控制流體通斷，由于不需要使用非金屬密封材料，具有結(jié)構(gòu)緊湊、密封可靠、耐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，因而在化工行業(yè)有廣闊的應(yīng)用。在硬密封球閥的閥芯上制備一定厚度的耐磨耐蝕金屬陶瓷涂層，并磨削至需要的精度和表面粗糙度，可大大提高密封性能和使用壽命。例如，溫州成達(dá)特種閥門廠使用超音速噴涂技術(shù)強(qiáng)化硬密封球閥，大大提高閥的使用性能和壽命，并能滿足石油化工行業(yè)部分特殊工況的需要，受到用戶的好評。 

    5．在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用 

    在我國，由于受能源結(jié)構(gòu)的制約，在相當(dāng)長一段時間內(nèi)，火力發(fā)電狂電力中占有相當(dāng)大的比例。風(fēng)機(jī)、葉輪、鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組等是火力發(fā)電中的重要設(shè)備，由于工作環(huán)境不同，且工況較惡劣，所以部分設(shè)備壽命較短，嚴(yán)重地影響牛產(chǎn)的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。 

    在電力巾，煤粉依靠送粉機(jī)進(jìn)行輸送，送粉機(jī)葉片受到高速煤粉的強(qiáng)烈磨損和沖刷，損壞特別嚴(yán)重，葉片的強(qiáng)化措施有噴焊、堆焊、鑲嵌陶瓷片、超音速火焰噴涂等幾種方法。噴焊、堆焊因熱輸入量大，容易造成葉片變形，破壞葉輪原有的平衡狀態(tài)，也易造成噴焊、堆焊層材料的相變、脫碳，甚至產(chǎn)生裂紋等失效，但它的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)化層與基體的結(jié)合力強(qiáng)。鑲嵌陶瓷片因粘合劑的結(jié)合力低和老化原因容易造成脫落，使用效果受影響。采用超音速火焰噴涂碳化物陶瓷涂層，涂層制備時工件溫度低于200℃，熱輸入量小，工作不變形，涂層宏觀硬度存65HRC以上，耐沖蝕性能大大提高。 

     電廠鍋爐水冷壁管受高溫腐蝕和沖蝕磨損，失效嚴(yán)重，對電力生產(chǎn)影響很大。在國外，最成功的防護(hù)措施是超音速火焰噴涂碳化物陶瓷涂層；在國內(nèi)，通常的表而防護(hù)措施是采用電弧噴涂鎳鉻合金和鐵鉻鋁合金耐磨涂層。二者相比，超音速火焰噴涂的涂層性能和防護(hù)壽命比電弧噴涂大大提高。 

    超音速噴涂NiCr-Cr2C3陶瓷涂層在水冷壁管的應(yīng)用表明，涂層硬度高，耐高溫性能好，防護(hù)壽命長。 

    6．在拉拔絲設(shè)備中的應(yīng)用 

    拔絲塔輪、收線盤、拔絲缸及導(dǎo)向槽等是拔絲沒備的關(guān)鍵零部什，磨損是其失效的主要原因。以拔絲塔輪為例，它以一定的張緊力將絲材纏繞在輪表而的凹槽內(nèi)、由于輪表面與絲材之間的磨損，降低其使用壽命，利用超音速噴涂WC涂層可對拔絲輪進(jìn)行表面強(qiáng)化，可大大提高其使用壽命。

    目前，在國際國內(nèi)熱噴涂界，正積極進(jìn)行超音速噴涂技術(shù)部分取代電鍍硬鉻的研究。由于電鍍硬鉻對環(huán)境的嚴(yán)重污染，越來越受到環(huán)境保護(hù)方面的壓力，急需其他技術(shù)來替代。已有研究表明，超音速噴涂的耐磨涂層性能，如結(jié)合力、涂層強(qiáng)度、可制備的涂層厚度、耐磨性和耐蝕性方面均優(yōu)于電鍍硬鉻層，而且性價比也高于電鍍硬鉻層，是替代電鍍硬鉻技術(shù)的優(yōu)先技術(shù)。超音速噴涂由于焰流特性的可調(diào)節(jié)性，制備的涂層性能優(yōu)越，昕以在此領(lǐng)域?qū)⒂泻艽蟮膽?yīng)用空間。

北京耐默公司采用超音速噴涂各種功能陶瓷涂層，如耐磨、絕緣、耐高溫、熱障、防腐等，目前北京耐默有3臺超音速噴涂設(shè)備，技術(shù)總工有三十年噴涂陶瓷涂層的經(jīng)驗(yàn)，可以根據(jù)您的要求定制各種陶瓷涂層，問題的解決源于溝通，歡迎您的來電。